Case Study: Arturia MatrixBrute Analog Synthesizer – Prima parte

Un case study è un meccanismo per rinforzare la conoscenza di un determinato fenomeno. Useremo il soon to be reachable Arturia MatrixBrute per mettere a punto quanto è chiaro il funzionamento di un sintetizzatore analogico e, nell’analisi puntigliosa di quanto scritto sul manuale utente, per verificare se ogni possibile dubbio possa trovare – con l’esperienza diretta – una risposta univoca.

Di Enrico Cosimi

Parliamo di esperienza diretta, perché appena terminato l’esaltante Festival di Sanremo, complice la cortesia di Midiware – importatore italiano Arturia – avremo a disposizione il MatrixBrute per una prova su strada e, last but not least, per il synth day torinese prossimo venturo. In questo modo, la sfida diventa doppia: cosa capiamo di una macchina, attraverso il “semplice” studio del manuale? Come riusciamo a confermare, o a negare, eventuali punti oscuri quando – finalmente – mettiamo le mani sull’apparecchio? Accendete la vostra lanterna, intabarratevi nel mantello pesante e partiamo per un’escursione notturna sulle oscure colline del MatrixBrute.

In queste righe, segneramo in corsivo tutti gli interrogativi che aspettano una risposta/conferma attraverso esperienza diretta sull’apparecchiatura.

 

Una macchina analogica

Chi ha provato a suonare il MiniBrute appena acceso è ben consapevole che occorre attendere prima che la stabilizzazione termica porti l’intonazione a livelli operativi; la situazione è ancora più complessa all’interno di un sistema con tre oscillatori… in questo caso, oltre ad attendere per stabilizzare il MatrixBrute, si può sfruttare la procedura di Auto Tune innescabile attraverso pressione combinata dei tasti Panel+Kyb Track (quest’ultimo è presente nel modulo VCO 3 – LFO 3)

Canale di voce

MatrixBrute è un sintetizzatore monofonico più complesso della norma: alla classica struttura oscillatore-filtro-amplificatore, affianca altre funzioni che convivono in un sistema dotato di interessanti possibilità.

Sorgenti sonore

Ci sono due oscillatori principali, VCO 1 e VCO 2 che possono essere usati in regime FM, con VCO 1 che modula il VCO 2 in funzione Carrier. L’intonazione è regolabile in un range di +/-2 ottave e buona parte delle risorse timbriche è desunta dalle precedenti esperienze accumulate con i modelli Brute più piccoli; ciascun oscillatore produce simultaneamente tre forme d’onda Saw (con animazione Ultrasaw), Pulse (con Pulse Width regolable) e Triangle (con wavefolder Metalizer regolabile). I trattamenti sono gestibili a distanza attraverso CV esterne o sorgenti di modulazione interne. Alle tre forme d’onda di base, si aggiunge la suboscillazione Sine/Clipped Sine generate all’ottava inferiore. Il secondo oscillatore può essere sincronizzato al primo.

Il terzo oscillatore svolge due compiti audio e sub audio (per questo motivo, è etichettato come VCO 3 – LFO 3). Oltre a suonare, può essere fatto girare talmente lento da diventare una sorgente di modulazione.

Nulla impedisce di usare il modulo VCO 3 come sorgente di modulazione audio, con la quale creare masse armoniche impegnative all’interno dei due altri oscillatori o dei filtri portati in auto oscillazione. 

Anche in questo caso l’escursione d’intonazione copre quattro ottave, e la forma d’onda può essere saw, square, triangle o sine. Grazie al comando LFO Div, si può suddividere l’intonazione audio con coefficienti /16, /32/64/128, fino ad ottenere singoli eventi/ciclo di densità sufficientemente rarefatta da diventare sorgente di modulazione.

Il livello di uscita del VCO 3 è regolabile progressivamente attraverso Keyboard Tracking. E’ una soluzione estremamente raffinata per una sorgente audio… non sarà che, in contrasto a quanto dichiarato nel manuale utente, il comando serve a sganciare il controllo d’intonazione da parte della tastiera? Lo scopriremo solo smanettando; prossimamente, su questi schermi…

Il Noise Generator produce rumore bianco, rosa, rosso e blu, rispettivamente “piatto”, enfatizzato sulle basse a -3db, ancora più cupo a -6 dB, con filtraggio High Pass.

Audio Mod

Cosa c’è di diverso tra una modulazione audio e una modulazione “lenta”? Se il modulante entra in banda audio, cioè diventa sufficientemente veloce da produrre un segnale che, all’ascolto risulta “pitchato”, nel contenuto armonico dell’oscillatore portante – quello, cioè, che riceve la modulazione – emergeranno nuove componenti armoniche (le sideband) di frequenza pari a somma e sottrazione tra portante e modulante. Maggiore è l’intensità della modulazione impartita, più alto sarà il numero delle sideband generate, seguendo la procedura C+/-M, C+/-2M, C+/-3M, eccetera.

MatrixBrute prevede diversi percorsi di modulazione audio predisposti all’uso; in questo modo, si può usare:

• VCO 1 > VCO 2; il primo oscillatore modula in banda audio la frequenza del secondo;
• VCO 1 < VCO 3 > VCO2; il terzo oscillatore può modulare (tanto in banda audio, quanto in modalità sub-audio/LFO) o il primo o il secondo oscillatore;
• VCF 1 < VCO 3 > VCF 2; il terzo oscillatore, sempre in doppio comportamento audio/sub-audio, può modulare la frequenza di taglio del primo o del secondo filtro (il trattamento diventa evidente con elevate regolazioni di resonance, ma è attivo anche con suoni più “puliti”);
• VCO 1 < NOISE > VCF 1; il generatore di rumore può modulare la frequenza del primo oscillatore o del primo filtro; i risultati saranno particolarmente turbolenti.

E’ probabile che, nel dominio analogico di MatrixBrute, l’implementazione del percorso modulante in banda audio segua il regime esponenziale, piuttosto che lineare, con tutte le conseguenze sulla tenuta dell’intonazione percepita durante il processo di modulazione. 

 

Mixer

I segnali prodotti dai tre oscillatori, dall’eventuale sorgente esterna e dal Noise Generator sono miscelabili nel Mixer e ruotabili su base individuale al primo o al secondo filtro… o a tutti e due simultaneamente.

Vedremo dopo come sia possibile collegare sia in serie che in parellelo i due comportamenti di filtraggio. 

 

I Filtri

MatrixBrute ha due sezioni di filtraggio indipendenti, Steiner e Transistor Ladder, che offrono peculiari comportamenti timbrici; il musicista ha accesso ai controlli indipendenti delle due sezioni e, in un secondo momento, può controllare tutte e due i valori di Cutoff attraverso un unico pomellone globale denominato Master Cutoff.

Steiner FIlter

E’ il filtro che Arturia ha re-introdotto con il MiniBrute: il circuito Steiner produce simultaneamente modi Low, Band e High (dentro Arturia, anche Notch) con Resonance che non infuenza la presenza delle basse frequenze e una tendenza al wild mode quasi incontrollabile.

Il circuito permette di selezionare uno dei quattro comportamenti di filtraggio, definire lo Slope 4 o 2 poli, controllare Cutoff, Resonance, Drive Level in ingresso, Brute Factor (eh eh eh), Env 1 Amount. E’ possibile controllare il volume del segnale filtrato in uscita.

Ladder Filter

Anche in questo caso, si può decidere il modo low, band, high, la pendenza 4 o 2 poli, regolare Cutoff, Resonance, Drive input, Brute Factor (eh eh eh  mk2), Env 1 Amount, Ladder Level Out.

A differenza del classico design Transistor Ladder, gli ingegneri Arturia hanno messo in atto una sezione di Gain Compensation che risolve la perdita di basse frequenze alle alte quantità di Resonance.

Controlli comuni

I due moduli di filtraggio sono gestibili simultaneamente nella frequenza di taglio attraverso regolatore Master Cutoff; il loro collegamento interno può essere configurato in parallelo (i due filtri non dialogano tra loro) o seriale (lo Steiner entra dentro al Ladder).

Amplifier

Come al solito, nella maggioranza dei sintetizzatori analogici, l’amplificatore non offre controlli dedicati di pannello; la sua unica incarnazione hardware è il blocco di cursori del generatore d’inviluppo dedicato.

Analog Effects

Lo strumento è dotato di una sezione effetti analogica, ottenuta spremendo al massimo un blocco di memoria BBD che produce algoritmi di Stereo Delay, Mono Delay, Chorus, Flanger, Reverb. Come è facile immaginare, lunghezza del Delay e pastosità del Reverb potranno risultare inferiori alle aspettative digitali.

La documentazione fornita dichiara un max delay time pari a 500 msec per ciascun ramo dello Stereo Delay; è necessario verificare se l’algoritmo di Mono Delay permette lo sfruttamento in cascata della memoria disponibile, auspicabilmente duplicando il ritardo ottenibile. 

Gestione delle risorse, ovvero: Voice Mode

MatrixBrute può lavorare in tre maniere diverse, definite monofonica, parafonica e duo split. In ciascuno dei tre casi, le risorse interne (oscillatori, filtri, inviluppi) sono disposte in maniera ritenuta più adatta per favorire l’esecuzione.

in modo monofonico, tutto lo strumento è sotto controllo dell’unica assegnazione monofonica di voce: tre oscillatori eseguono la stessa intonazione di tastiera (lasciando, localmente, la possibilità di trasposizione e intervalli paralleli), tutti gli inviluppi sono innescati dal gate on di tastiera;

in modo parafonico, i tre oscillatori possono essere controllati indipendentemente dalla tastiera; la loro intonazione, quindi, permetterà di eseguire tricordi se necessario o tre linee melodiche se richiesto; l’articolazione – comunque – rimarrà unica (questa è la differenza tra la polifonia piena e la “parafonia”);

in modo Duo Split, le risorse dello strumento sono suddivise in due unità operative indipendenti che fanno capo ai due filtri residenti; in questo modo, i segnali ruotati all’interno del filtro Steiner (il filtro Arturia, per intenderci) sfrutteranno il canale di voce ufficiale con ENV 1 e ENV 2 per l’articolazione di filtraggio e amplificazione (questa parte è identificata come parte Upper); le risorse audio che invece sono state collegate al filtro Transistor Ladder, sfrutteranno l’unico ENV 3 per articolare filtraggio e amplificazione “fantasma” ottenuta attraverso un VCA appositamente abilitato. Questa parte è identificata come parte Lower.

Nel modo Duo Split, Sequencer e Arpeggiator sono assegnati d’ufficio alla parte Lower, (quella cioè facente capo al filtro Transistor Ladder); il musicista può impostare un preciso punto di split lungo le quattro ottave di tastiera premendo il tasto MODE e suonando la nota desiderata. In aggiunta, è possibile trasporre di ottava la parte Lower usando la combinazione MODE + tasti < >.

 

Modulazioni e sorgenti di controllo

MatrixBrute ha una tastiera quattro ottave sensibile alla dinamica e all’aftertouch; il suo funzionamento può essere sottoposto a logica di Split, per disporre a sinistra della divisione i timbri processati con il Transistor Ladder e a destra quelli processati con il filtro Steiner.

Nel blocchetto a sinistra della tastiera, trovano posto la Pitch Bend Wheel con amount regolabile, il selettore di ottave, la Mod Wheel indirizzabile su Mod Matrix, Master Cutoff, LFO 1 Rate, LFO 1 Amount. Il Glide può essere regolato nella velocità e nella subordinazione al Gate di tastiera.

A destra, ci sono quattro Macro Knobs indirizzabili e disponibili nella Mod Matrix come sorgenti individuali di modulazioni; trasmettono MIDI CC 11, 2, 3, 4 e possono – ovviamente – agire su più parametri simultaneamente.

LFO 1 e 2

Sono le sorgenti di modulazione ciclica deputate (ma non bisogna dimenticare che anche il VCO 3, opportunamente rallentato, può agire come modulante…). La loro frequenza raggiunge i 100 Hz, permettendo quindi una densità di modulazione timbricamente interessante. Le forme d’onda generate comprendono: sinusoide, triangolare, quadra, dente di sega, rampa ascendente, random stepped, random smoothed.

I due circuiti differiscono solo per la presenza di Phase (nel primo) e Delay (nel secondo) regolabili indipendentemente. In tutti i casi, il ciclo di modulazione può essere subordinato alla sincronizzazione con l’avanzamento dello Step Sequencer interno.

Il ciclo di forma d’onda modulante può essere lasciato libero, riallineato al nota on prendendo in considerazione solo la prima nota eseguita (single) o tutti gli eventi di nota (multi).

Envelope Generator

Ci sono tre generatori d’inviluppo riconducibili allo standard ADSR (anche se, come vedremo, con qualche differenza locale). La struttura del sintetizzatore attribuisce il primo generatore al controllo di frequenza dei due filtri, il secondo al controllo di ampiezza e il terzo a funzioni di modulazione specificabili dall’utente.  Se però il musicista mette lo strumento nella condizione operativa Duo Split, il terzo inviluppo viene usato per il filtro Ladder e per un VCA dedicato, lasciando gli altri due all’articolazione timbrica e di volume della parte Upper.

Env 1

Possiede le regolazioni A, D, S, R e il controllo Velo/VCF per dosare la scalatura di inviluppo in base alla dinamica di tastiera

Env 2

Possiede le regolazioni A, D, S, R e il controllo Velo/BCA per dosare l’intervento sull’amplificatore in base alla dinamica di tastiera.

Env 3

Oltre ai quattro controlli A, D, S, R, offre uno stadio di Delay iniziale regolabile. Ricordiamo che, per funzionare, il terzo inviuppo deve essere indirizzato attraverso matrice di modulazione.

 

Play Control

Lo strumento può innescare i propri inviluppi in modalità single trigger (è chiamata Legato): in questo modo, gli inviluppi ripartono dall’Attack solo se tutte le altre note sono state rilasciate; nel caso di configurazione parafonica/duo split, la logica è applicata alle note eseguite.

In modo On, viene confermato il meccanismo “antico” precedentemente illustrato.

Sarà necessario verificare, sull’apparecchio, la differenza effettiva tra le due tecniche adottabili.

in modo Off, lo strumento lavora in multiple trigger, innescando gli inviluppi ad ogni nota suonata, indifferentemente alla presenza o meno di altre note tenute aperte.

La priorità di tastiera può essere assegnata ai classici tre comportamenti Low, Last, High.

Configurazione MIDI e gestione MIDI Control Center

Come tutti i prodotti Arturia dell’ultima generazione, anche MatrixBrute sfrutta un livello di configurazione extra control panel che si raggiunge attraverso software MIDI Control Center liberamente scaricabile. Il programma, oltre a gestire la libreria delle sequenze interne, permette di raggiungere un numero di parametri che non trovano posto sul pannello comandi e che possono essere personalizzati (ad esempio, la densità degli impulsi di sync clock) a discrezione dell’utente.

La navigazione nel MIDI CC è suddivisa in due pagine Selection e Device; con la prima, si lavora con i preset o le sequenze; con la seconda, ci si immerge nei parametri editabili. La preset library utilizza i consueti meta criteri di selezione attraverso tag assegnabili dall’utente.

Tutti i controlli continui di pannello, rotativi o a cursore, sono assegnati ad un preciso MIDI CC # e, conseguentemente, possono essere trasmessi e ricevuti per automatizzare il comportamento del sintetizzatore. La Pitch Wheel, ovviamente, non rientra nel blocco dei MIDI CC numerati, in quanto sfrutta il comando MIDI dedicato al Pitch Bend.

Nel MIDI Control Center, si definisce:

• MIDI Channel In e Out;
• MIDI Clock Source (USB, SYNC, MIDI, INT);
• MIDI CC Send/Receive;
• MIDI Out Select (Off, USB, MIDI, MIDI+USB);
• MIDI Local ON/OFF
• MIDI Program Change On/Off
• Pedal 1/Pedal 2 Polarity
• Pot Mode (Jump, Hook, Scaled)
• Velocity Curve (Lin, Log, Exp)
• Sequencer/Arp Send Notes On/Off

Connessioni disponibili

Il pannello posteriore del MatrixBrute ospita:

• la coppia di connessioni audio Left-Right sbilanciate;
• la connessione Insert Send/Return che, attraverso un cavo TRS a Y, permette di prelevare il segnale prima del Master Out, infilarlo in un processore esterno e riportarlo dentro l’apparecchio per essere nuovamente bilanciato;

Come funziona l’implementazione Insert all’interno di un sintetizzatore analogico? L’impiego di un effetto esterno deve essere gestito con cautela attraverso il rapporto Dry/Wet direttamente sul processore esterno e, compatibilmente con la timbrica da trattare, diventerà importante scegliere “il tipo” di effetto… ad esempio, il delay potrebbe risultare impercettibile con configurazioni d’inviluppo troppo lunghe o incompatibili. Ancora: che differenza può esserci tra la classica implementazione Insert Moog Post Mix-Pre Filter e l’implementazione Arturia Post VCA-Pre Master Out?

• dodici connettori CV In e altrettanti connettori CV Out con prese minijack compatibili Euro Rack; è possibile controllare apparecchiature esterne attraverso le sorgenti di modulazione interne e ricevere, dall’esterno, controlli per gestire i parametri raggiungibilli (VCA, LFO1 Amt, Ladder Cutoff, Steiner Cutoff, VCO2 Metal, PW, Ultra, Pitch, VCO1 Metal, PW, Ultra, Pitch). Alcune tensioni di controllo sono previste bipolari (tutte quelle “di caratterizzazione” sulle forme d’onda), tutte le altre sono unipolari comprese tra 0 e +10V; il sistema può reggere fino a un massimo di +15V in ricezione.

Come è concepito il meccanismo di In e Out per le tensioni esterne? Se è facile interpretare la possibilità di ricevere un controllo ciclico (LFO) che vada a modificare la simmetria della PW prodotta nel primo oscillatore, in che modo sono gestite le risorse interne al MatrixBrute in rapporto alle 12 porte CV OUT? Ancora: nel corso dei primi approcci con l’apparecchio – approcci molto “virtuali”, visto il software allora acerbo – si parò confusamente della possibilità di usare la matrice interna I/O per memorizzare i valori e gli incroci di tensioni CV ricevute dall’esterno… se fosse confermato dall’esperienza pratica, diventerebbe un interessante meccanismo con il quale memorizzare il comportamento di un qualsiasi sistema Euro Rack esterno di medie dimensioni. Staremo a vedere. 

• external input, per processare un segnale esterno attraverso il blocco di filtri presenti nello strumento;
• input type selector (per selezionare il livello di linea o strumentale hi-z);
• gain, per ottimizzare la tenuta del segnale in ingresso
• Audio Gate On/Off; come nel precedente MiniBrute, c’è la possibilità di innescare gli inviluppi del sintetizzatore quando il segnale esterno supera una certa soglia di Gate Extractor;
• Gate In/Gate Out; la tensione di articolazione prodotta premendo un tasto sulla tastiera analogica permette di far partire gli inviluppi nelle loro sezioni di Attack e Decay; fintanto che non arriva il Gate Off, ci sarà il prolungamento artificiale del livello di Sustain;

La mancanza di un corrispondente CV Out è ovviabile attraverso connessioni di Matrice? Come è facile immaginare, il CV IN è ottenibile collegando una sorgente di tune control esterna ai due ingressi VCO 1 Pitch e VCO 2 Pitch. 

• Sync In/Sync Out; come già sperimentato con KeyStep e – parzialmente – BeatStep Pro, la struttura gestisce sync analogico nelle densità 1, 2, 24 e 38 impulsi a step. La condizione 2 pulse è indispensabile per lavorare con le KORG Volca;
• Expression Pedal 1, Expression Pedal 2, Sustain Pedal; il loro funzionamento può essere gestito/assegnato attraverso matrice di modulazione;
• Memory Protect On/Off;
• MIDI In, Out, Thry;
• USB Connector;
• Power Switch e AC Jack.

 

La prossima volta, verificheremo le funzioni della Matrice e, a festival terminato, metteremo su strada l’apparecchio…